6.3.5. Долина и русло реки

Речные долины по происхождению могут быть тектоническими, ледниковыми и эрозионными.

Рис. 6.3. Поперечный профиль долины (а) и русла (б) реки:

1 — бровка долины (коренного берега); 2 — уступ коренного берега; 3 — первая надпойменная терраса (аккумулятивная); 4 —вторая надпойменная терраса (эрозионная); 5 —бровка террасы; 6 — русло реки; 7 — низкая пойма; 8 — высокая пойма; 9 — коренные породы; 10 — аллювиальные отложения; 11 — прирусловой вал

По форме поперечного профиля речные долины подразделяют на теснины, ущелья, каньоны, V-образные, трапецеидальные, ящикообразные, корытообразные и др. В поперечном профиле долины (рис.6.3, а) выделяют склоны долины (вместе с уступом долины и надпойменными террасами) и дно долины. В пределах дна (ложа) долины находятся русло реки (наиболее низкая часть долины, занятая водным потоком в межень) и пойма (заливаемая водами половодья или значительных паводков часть речной долины).

Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие) (рис. 6.4).

Основные морфологические элементы русла следующие: излучины (меандры), затопляемые подвижные повышения дна — осередки и более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью острова, глубокие и мелкие участки русла — плесы и перекаты, донные гряды различного размера.

Полоса в русле реки с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером. Иногда помимо фарватеру выделяют линию наибольших глубин. Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами.

Основными морфометрическими характеристиками речного русла (см. рис. 6.3, б) являются площадь поперечного сечения со, ширим* русла В между урезами русла при заданном его наполнении, мак симальная глубина русла h_max. Среднюю глубину русла h_cp в данном поперечном сечении вычисляют по формуле

h_cp = /В. (6.9)

Для большинства речных русел выполняется приближенное соотношение h_cp ~ 2/3h_max. В извилистом русле максимальная глубина обычно смещена к вогнутому берегу.

Рис. 6.4. Типы речных русел:

а — прямолинейное; б — извилистое; в — разделенное на рукава; г — разбросанное; 1 — линия наибольших глубин; 2 — отмель; 3 — осе-редок или остров; 4 — размываемый участок берега; 5 — направление течения

В гидравлических расчетах часто используют еще две характеристики русла реки — длину смоченного периметра p (см. рис. 6.3, б) и гидравлический радиус R, равный

R = /р. (6.10)

Смоченный периметр — это длина подводного контура поперечного сечения речного русла, т. е. линия контакта воды с ограничивающими ее твердыми поверхностями — с дном и берегами, а зимой также и с ледяным покровом.

Для широких и относительно неглубоких русел и для периода открытого русла (без ледяного покрова) величины гидравлического радиуса R и средней глубины h_cp практически совпадают, поскольку в этих случаях р ~ В.

Максимальная ширина русла на реках может достигать десятков километров (р. Амазонка), а максимальная глубина — 100—110 м (низовья Енисея). Здесь не учитываются те случаи, когда море затопило древние русла или каньоны (устья Конго, Св. Лаврентия) и когда глубины достигают 300—400 м.